เครื่องฟอกอากาศ วิวัฒนาการจากเครื่องป้องกันอันตรายจากนิวเคลียร์

ในภาวะที่อากาศเต็มไปด้วยมลภาวะจนทำให้มีการป่วยไข้ และการแก้ไขในระดับโครงสร้างเป็นไปได้อย่างล่าช้า สิ่งที่ประชาชนจะทำได้ก็คือการหาทางป้องกันด้วยตนเอง การใส่หน้ากากกันฝุ่นควัน และการใช้เครื่องฟอกอากาศจึงเป็นทางเลือกที่พอจะมี เพื่อแก้ไขเป็นการเฉพาะหน้าไปก่อน (นอกเหนือไปจากการฉีดน้ำตามสี่แยกของภาครัฐ?) หากแต่เดิมอุปกรณ์เหล่านี้ถูกพัฒนาขึ้นเพื่อใช้ในภาวะพิเศษมากกว่าที่จะถูกนำมาใช้ในชีวิตประจำวันอย่างเช่นทุกวันนี้ แต่เมื่อสิ่งแวดล้อมมันพัง เครื่องฟอกอากาศก็เลยกลายเป็นเครื่องใช้ประจำบ้านของหลายบ้านไปแล้ว เครื่องฟอกอากาศมาตรฐานสูงซึ่งใช้กันอยู่ทุกวันนี้ส่วนใหญ่จะใช้ฟิลเตอร์แบบที่เรียกว่า HEPA (High-efficiency particulate air system) หรือระบบกรองอนุภาคละเอียดประสิทธิภาพสูง ซึ่งสามารถกรองอนุภาคในอากาศที่มีขนาดเกินกว่า 0.3 ไมโครเมตร ได้อย่างน้อย 99.97 เปอร์เซนต์ ทั้งนี้ตามนิยามของกระทรวงพลังงานสหรัฐฯ และคณะกรรมการกำหนดมาตรฐานกลางแห่งยุโป มันจึงสามารถกรองอนุภาคที่มีขนาดเล็กยิ่งกว่า PM 2.5 หลายเท่า (ใครที่ใช้เครื่องฟอกอากาศที่มีฟิลเตอร์ระบบ HEPA ก็น่าจะช่วยให้มั่นใจได้ระดับหนึ่งว่า อย่างน้อยถ้าอยู่ในบ้านตัวเองก็ไม่ต้องกังวัลกับปัญหาฝุ่นละอองขนาดเล็กมากนัก) เบื้องต้น ฟิลเตอร์แบบ HEPA ถูกพัฒนาขึ้นในช่วงต้นทศวรรษ 1940s และได้นำมาใช้เป็นครั้งแรกในโครงการแมนฮัตตัน หรือโครงการพัฒนาอาวุธนิวเคลียร์ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ของสหรัฐฯ มีวัตถุประสงค์เพื่อจำกัดการแพร่กระจายของอากาศที่ปนเปื้อนกัมมันตรังสี ก่อนที่จะถูกนำไปพัฒนาเป็นผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์ในอุตสาหกรรมต่างๆ "วันนี้ Westinghouse Electronic Corparation ได้ประกาศเปิดตัวเครื่อง 'precitron' ระดับโรงงานแบบปรับปรุงใหม่ที่พวกเขาพัฒนาขึ้น มันเป็นเครื่องฟอกอากาศด้วยไฟฟ้าสำหรับใช้ในโรงงาน ห้องทดลอง หรือกระทั่งตู้โดยสารรถไฟ เพื่อขจัดสิ่งสกปรกและฝุ่นผงต่างๆ "ด้วยขนาดเพียงสองในสามเมื่อเทียบกับเครื่องในยุคก่อนสงคราม เครื่องรุ่นใหม่ยังถูกติดตั้งระบบทำความสะอาดตัวเองช่วยให้มันสามารถทำงานได้โดยไม่ต้องไปยุ่งอะไรนานเป็นปี ทั้งนี้จากการบอกเล่าของ เกย์ลอร์ด ดับเบิลยู. เพนนี (Gaylord W. Penny) วิศวกรของ Westinghouse ซึ่งยังบอกอีกด้วยว่า เครื่องฟอกอากาศตัวนี้สามารถขจัดสิ่งแปลกปลอมออกจากอากาศได้กว่า 97 เปอร์เซนต์ ซึ่งรวมไปถึงละอองน้ำมัน และเกสรดอกไม้" (ข่าวประชาสัมพันธ์เครื่องฟอกอากาศชิ้นหนึ่งใน The New York Times วันที่ 18 พฤษภาคม 1947) การทำงานของฟิลเตอร์แบบ HEPA จะต่างจากการกรองแบบทั่วๆ ไปที่อาศัยการกรองเชิงกายภาพที่จะจับเอาเศษละอองที่มีขนาดให้กว่าตัวกรองเอาไว้ได้เท่านั้น ขณะที่ฟิลเตอร์แบบ HEPA จะใช้แผ่นไฟเบอร์กลาสที่มีเส้นใยขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางระหว่าง 0.5 ถึง 2 ไมโครเมตรมาจัดเรียงแบบสุ่ม ซึ่งช่องว่างระหว่างเส้นใยไฟเบอร์ในระบบ HEPA จะมีขนาดใหญ่กว่า 0.3 ไมโครเมตรมากๆ แต่ที่มันสามารถกรองอนุภาคที่เล็กกว่าช่องว่างของมันได้ก็ด้วยกลไกการวางตัวของเส้นใยที่ทำให้อนุภาคเหล่านี้เหมือนเข้ามาในเขาวงกตซึ่งมีโอกาสสูงที่จะชนหรือติดกับเส้นใยที่ออกแบบมาพิเศษได้มาก ส่วนอนุภาคที่เล็กมากๆ ก็จะไปชนกับโมเลกุลของก๊าซทำให้การเคลื่อนที่ของมันช้าลงและเพิ่มโอกาสที่มันจะถูกดักอยู่ในฟิลเตอร์มากขึ้น ฟิลเตอร์แบบ HEPA ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายด้วยความจำเป็นทางเทคโนโลยีในอุตสาหกรรมต่างๆ เช่นคอมพิวเตอร์ อิเล็กทรอนิกส์ รวมไปถึงการผลิตยา การใช้โรงพยาบาลและสายการบิน เพื่อจำกัดการแพร่กระจายของเชื้อโรคชนิดต่างๆ ที่อยู่ในอากาศ ด้วยความที่ฟิลเตอร์ยังไงก็ทำได้แค่ดักฝุ่นละอองและสิ่งแปลกปลอมเอาไว้เท่านั้น เครื่องกรองอากาศระบบ HEPA ส่วนใหญ่จึงมีกระบวนอื่นเสริมด้วยเพื่อให้มั่นใจว่าอากาศที่ออกมาจะบริสุทธิ์ปลอดภัยจริง อย่างเช่นการใช้รังสีอัลตราไวโอเล็ตเพื่อฆ่าเชื้อโรคในอากาศ หรือการใช้ถ่านกัมมันต์ (activated carbon) เพื่อซึมซับโมเลกุลของสารเคมีต่างๆ แล้วเปลี่ยนสถานะของสารนั้นๆ จากก๊าซให้เป็นของแข็ง บ้างก็อาจเพิ่มระบบดับกลิ่นไม่พึงประสงค์เข้าไปด้วย (Britannica) เมื่อรู้ถึงประโยชน์ของเครื่องฟอกอากาศในยุคที่ประเทศไทยกำลังเผชิญกับปัญหาฝุ่นควันอย่างรุนแรงคงทำให้หลายคนสนใจอยากซื้อหามาใช้สักเครื่อง แต่บางคนก็อาจติดขัดเรื่องของงบประมาณ ทางออกที่ง่ายกว่านั้นสำหรับคนที่ที่บ้านมีเครื่องปรับอากาศอยู่แล้วก็คือการหาฟิลเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นมาใช้แทนโดยมองหาฟิลเตอร์ที่มีค่า MERV สูงๆ ไว้ก่อน (Minimum Efficiency Reporting Value - ค่ารายงานประสิทธิภาพขั้นต่ำ  เป็นตัวบ่งชี้ฟิลเตอร์นั้นๆ มีประสิทธิภาพในการลดจำนวนอนุภาคที่เล็ดลอดผ่านไปได้มากน้อยเพียงใด ) โดยทางสำนักงานป้องกันรักษาสิ่งแวดล้อมของสหรัฐฯ (EPA) แนะนำว่า ฟิลเตอร์ที่มีตัวเลข MERV ระหว่าง 7 ถึง 13 ก็มีประสิทธิภาพที่ใกล้เคียงกับฟิลเตอร์แบบ HPA สำหรับควบคุมปริมาณอนุภาคขนาดเล็กภายในบ้านได้แล้ว ส่วนคนที่กังวลกับปัญหาอนุภาคขนาดเล็กมากก็ควรเลือกฟิลเตอร์ที่มีตัวเลข MERV เกินกว่า 13 ขึ้นไป (สูงสุดที่ 16) แต่ก่อนซื้อควรตรวจสอบให้ดีก่อนว่าเครื่องปรับอากาศของคุณสามารถทำงานร่วมกับฟิลเตอร์ตัวใหม่ได้หรือไม่? เพราะแทนที่จะได้ช่วยฟอกอากาศ ฟิลเตอร์ตัวใหม่ของคุณอาจไปขัดขวางการทำงานของระบบดูดอากาศจนเครื่องทำงานไม่ไหวก็ได้